激波风洞设施中的等离子体包覆目标电磁散射试验研究金铭-物理学报
临近空间激波等离子体包覆目标电磁特性分析
Ｖｏ１２ ｏ ２ ．５ Ｎ ． Ａｏ ．２ ｒ ０１１
临近 空 间激 波 等 离 子体 包覆 目标 电磁 特 性 分析
刘 华 ，谭 贤四 ，王 红 ，李 志 淮
（． 军 雷 达 学 院研 究 生管 理 大 队 ，武 汉 １空 ４ ０ １ ； ２ 空军 雷 达 学 院 二 系 ， 汉 ３ ０ ９ ． 武
临 近 空 间 （ ａ ｐ ｃ ） 指 距 地 面 ２ ＮｅｒＳ ａ ｅ是 ０～１ ０ｋ ０ ｍ
反 射及 吸 收作 用 ．由于 高超 声 速飞 行 器产 生 的激
波 等 离 子 体 厚 度 相 对 目标 半 径 很 小 ， 时 电 磁 波 此
（ ６ ０ 约 ５０ ０～３ ５０ ０ｆ 的 空 域 … 其 下 面 的 空 域 是 ２ ０ ） ｔ ． 传 统 航 空 器 的 主 要 活 动 空 间 ； 匕面 的 空 域 是 航 其
ห้องสมุดไป่ตู้
电磁 波 产生 反 射 和吸 收作 用 ［３ 而 影 响的程 度 与 ２］ －，
电磁波频率 、 等离子体频率 以及 电子碰撞频率有关 ． 等离 子体 与其他 介 质 一样 具有 介 电常 数 ．在 电磁 波 电场 的作用 下 ， 过 电子 的运 动 、 通 位移 和速 度方 程 式 ， 获得 等 离 子体 相对 介 电常数 ｓ 为
探 测 该 类 型 目标 提 出 了几 点 建 议 ．
关 键 词 ： 近 空 间 ； 离子 体 ； 临 等 电磁 特 性 中 图 分 类 号 ： Ｎ９ Ｔ ５ 文 献 标 志码 ： Ａ Ｄ Ｉ１． ６ ／．ｓ． ７ ６ １ ０ 】 ２ ０ Ｏ ： ０ ９ ９ ． ｎ１ ３８ ９． ｌ． ． ２ ３ ｉ ６ ｓ ２ ００
场 的存 在 ， 电磁 波 产 生反 射 、 射及 散 射 ， 使 折 同时
微波等离子体光谱技术的发展(一)
微波等离子体光谱技术的发展(一)辛仁轩【摘要】微波等离子体光源是一类有较强激发能力的原子发射光谱光源,主要包括微波感生等离子体光源(MIP),微波电容耦合等离子体光源及微波等离子体炬光源.文章分两部分,第一部分介绍了微波感生等离子体光源的结构原理和性能,并对它们的技术特点和进展进行评述.低功率微波感生等离子体光源用于直接测定溶液中某些痕量金属元素是比较困难的,如Pb,Hg,Se等元素,但它已成功地与气相色谱联用用于测定C,H,O,N,S等难激发的非金属元素.高功率磁场激发的氮-微波感生等离子体光源(N2-MIP),允许使用通用玻璃同心雾化器产生湿试液气溶胶直接进入等离子体核心,等离子体能稳定运行,其分析性能近似于商用ICP光源,且运行费用低廉,是有发展前景的一种新型原子发射光谱光源.【期刊名称】《中国无机分析化学》【年(卷),期】2012(002)004【总页数】9页(P1-9)【关键词】微波等离子体光源;微波感生等离子体光源;微波等离子体光谱仪;评述【作者】辛仁轩【作者单位】清华大学核能与新能源技术研究院,北京100084【正文语种】中文【中图分类】O657.31;TH744.11 引言微波等离子体是一种重要的原子发射光谱光源。
光谱光源是发射光谱仪器的核心，它决定了光谱仪的分析性能及仪器结构。
每一种新型光源的出现，就导致一类新型仪器的快速发展。
电感耦合等离子体（ICP）发射光源的出现，并发展成为目前无机分析广泛应用分析技术，大大促进了无机元素分析技术向灵敏，准确，简便，快速方向迈进。
然而，由于ICP光谱分析仪器要消耗大量的稀有气体——氩气，是该技术明显的缺点，发展节省氩气的新型发射光谱光源就成为光谱分析技术领域的重要目标［1］。
微波等离子体（Microwave Plasma，简称MWP）是比电感耦合等离子体更早被研究的发射光谱光源，是等离子体光源家族的重要成员，它可在很低功率下运行及节省工作气体的优点，曾经被视作有推广应用前景的分析光源。
KrF激光受激布里渊散射反射率稳定性的研究-物理学报
!"# 激光受激布里渊散射反射率稳定性的研究!
吕志伟 王晓慧 林殿阳 王 超 赵晓彦
（哈尔滨工业大学光电子技术研究所，哈尔滨 !"###!）
汤秀章 张海峰 单玉生
（中国原子能科学研究院，北京 !#$%!&） （$##$ 年 ’ 月 !’ 日收到；$##$ 年 ( 月 $( 日收到修改稿）
实验研究发现抽运功率密度（或抽运能量）的波动引起的受激布里渊散射（)*)）反射率的不稳定程度受实验参 数（抽运能量、介质气压和透镜焦距）的影响 + 当抽运能量、介质气压和透镜焦距这三个参数同时满足下列条件时可 以获得稳定的输出：抽运能量超过 " 倍的 )*) 阈值，介质气压在 !, - !#" ./ 和透镜焦距在 !"—"#01 的范围内；同时 还发现当改变实验参数时 )*) 反射率与稳定性的变化规律完全一致，反射率越高稳定性越好 + 通过理论分析得到 )*) 反射率的相对稳定度实际上是受 !"# 因子的影响，理论计算与实验符合得很好 +
为气压升高到一定程度，接近介质的饱和气压，出现 了一些其他非线性效应如光学击穿等；反射率稳定 度的变化趋势与反射率变化相一致，随着气压的升 高，反 射 率 稳 定 性 越 好，当 气 压 到 达 ,5; - 6 ,.- 47 时，稳定度下降 ) 图 2 为介质气压为 ,+ 6 ,.- 47，透镜 焦距分别为 ,-<$，(-<$，2.<$，2-<$ 和 -.<$ 时，!"! 反射率及其相对稳定度随抽 运 能 量 的 变 化 规 律 ) !"! 反射率及其稳定度的变化规律也是一致的，都 是随抽 运 能 量 的 提 高 而 提 高，当 抽 运 能 量 提 高 到 -.$: 左右时反射率趋于饱和，同时其稳定度也趋于 平稳，接近抽运能量的稳定度 ) 从这两个图中可以看 到 !"! 反射率及其稳定性的规律有一定的对应关 系，反射率越高其稳定度就越高，反之 !"! 反射率越 低其稳定度就越低 )
基于随机森林与粒子群算法的隧道掘进机操作参数地质类型自适应决策
第 54 卷第 4 期2023 年 4 月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University (Science and Technology)V ol.54 No.4Apr. 2023基于随机森林与粒子群算法的隧道掘进机操作参数地质类型自适应决策刘明阳，陶建峰，覃程锦，余宏淦，刘成良(上海交通大学 机械与动力工程学院，上海，200240)摘要：考虑到隧道掘进机的性能对地质条件比较敏感且其操作依赖于司机经验，提出基于随机森林和粒子群算法的隧道掘进机操作参数地质条件自适应决策方法。
利用随机森林(RF)分别建立地质类型、操作参数与推进速度、刀盘转矩的映射关系模型；结合映射关系模型，构建以盾构机推进速度最大为目标，以刀盘转速、螺旋输送机转速、总推力、土仓压力4个操作参数为控制变量的优化方程；利用粒子群算法(PSO)求解各地质类型地层中的最优操作参数决策结果。
通过新加坡某地铁工程施工数据验证所提方法的有效性和优越性。
研究结果表明：建立的随机森林模型中推进速度和刀盘转矩预测的决定系数R 2分别达到0.936和0.961，均大于adaboost 、多元线性回归、岭回归、支持向量回归和深度神经网络模型中相应的R 2；基于粒子群算法的操作参数决策方法能够准确求解操作参数最优解，寻优用时均比遗传算法、蚁群算法和穷举法的短。
本文所提决策方法使隧道掘进机在该施工段的福康宁卵石地层、句容地层IV 、句容地层V 、海洋黏土地层中的推进速度分别提升了67.2%、41.8%、53.6%和15.0%。
关键词：隧道掘进机；操作参数决策；随机森林；粒子群优化中图分类号：TH17；TU62 文献标志码：A 文章编号：1672-7207（2023）04-1311-14Geological adaptive TBM operation parameter decision based onrandom forest and particle swarm optimizationLIU Mingyang, TAO Jianfeng, QIN Chengjin, YU Honggan, LIU Chengliang(School of Mechanical Engineering, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200240, China)Abstract: Considering that the performance of TBM is affected by geological condition and driver experience, a geological adaptive TBM operation parameter decision based on random forest(RF) and particle swarm optimization algorithm(PSO) was proposed. RF was used to establish the mapping relation model between geological types, operating parameters and thrust speed, cutter head torque. An optimization equation was established using the mapping relationship model in which the maximum TBM thrust speed was taken as the target, and cutterhead speed, screw conveyor speed, total thrust and earth pressure were taken as control variables.收稿日期： 2022 −06 −19； 修回日期： 2022 −08 −21基金项目(Foundation item)：国家重点研发计划项目(2018YFB1702503) (Project(2018YFB1702503) supported by the National KeyR&D Program of China)通信作者：陶建峰，博士，教授，从事机械电子工程研究；E-mail ：**************.cnDOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2023.04.010引用格式： 刘明阳, 陶建峰, 覃程锦, 等. 基于随机森林与粒子群算法的隧道掘进机操作参数地质类型自适应决策[J]. 中南大学学报(自然科学版), 2023, 54(4): 1311−1324.Citation: LIU Mingyang, TAO Jianfeng, QIN Chengjin, et al. Geological adaptive TBM operation parameter decision based on random forest and particle swarm optimization[J]. Journal of Central South University(Science and Technology), 2023, 54(4): 1311−1324.第 54 卷中南大学学报(自然科学版)PSO was used to solve the optimal combination of operating parameters for each geological type. The validity and superiority of the proposed method were verified by the construction data of a subway project in Singapore. The results show that the R2 of the driving speed and cutter head torque predicted by random forest model reaches 0.936 and 0.961, which are greater than those of adaboost, multiple linear regression, ridge regression, SVR and DNN. PSO can accurately solve the optimal solution of operating parameters, and the time consumption is shorter than that of genetic algorithm, ant colony algorithm and exhaustive algorithm. By using the proposed method, the TBM thrust speed increases by 67.2%, 41.8%, 53.6%, 15.0% in the strata of Fokonnen Pebble Formation, Jurong Formation IV, Jurong Formation V and Marine Clay Formation in this construction section, respectively.Key words: tunnel boring machine; operating parameter decision; random forest; particle swarm optimization隧道掘进机是一种大型隧道掘进装备，具有开挖速度快、自动化程度高、施工质量好的优点，广泛地被应用于地铁、铁路、公路等隧道工程中[1]。
高超声速球模型及流场光辐射和电磁散射特性测量
高超声速球模型及流场光辐射和电磁散射特性测量马平;石安华;杨益兼;于哲峰;孙良奎;黄洁【摘要】为了研究高超声速目标及其流场对目标探测和识别的影响,在弹道靶设备上开展了球模型光辐射和电磁散射特性测量.由二级轻气炮发射模型,模型为φ15 mm的球,材料为Al2O3,速度范围4.2～6.1 km/s,靶室压力范围2.0～15.4 kPa,光电倍增管探测器分别测量中心波长为254 nm、365 nm、430 nm的紫外辐射强度和可见光辐射强度,红外InSb探测器分别测量波长为3～5 μm、8～12 μm的红外辐射强度,X波段单站雷达系统测量在视角为40°的全目标雷达散射截面积(RCS).实验结果表明:在给定的实验条件下,模型及流场的光辐射强度和电磁散射特性强烈依赖于模型飞行速度和实验压力;模型及流场紫外辐射、可见光辐射主要为头部激波帽辐射,尾迹基本没有紫外辐射、可见光辐射;模型及流场红外辐射主要集中在模型头部区域,尾迹在3～5 μm波段红外辐射明显且持续时间较长,尾迹在8～12 μm波段辐射不明显;在模型飞行速度较低时,模型及流场的电磁散射能量主要集中在有绕流的模型区域;当模型飞行速度较高时,模型及流场电磁散射能量分布在有绕流的模型区域和尾迹区域;在一定的实验条件下,模型尾迹总目标RCS比等离子鞘套包覆的模型目标RCS大约1个数量级.%The ray radiation and electromagnetic scattering of the sphere models in the ballistic range are measured to investigate the effects of hypervelocity vehicle and flow field on the target detection and recognition.The models are launched from a two-stage light gas gun.The models are the spheres with the diameter of 15 mm,which are made of Al2O3.The velocity ranges from 4.2 km/s to 6.1 km/s,and the target chamber pressure ranges from 2.0 kPa to 15.4 kPa.The intensities of ultraviolet radiation (254 nm and 365 nm) and visibleradiation (430 nm) of the models are measured by the photomultiplier detectors,respectively.The intensities of infrared radiation (3-5 μm and 8-12 μm) of the models are m easured by using InSb detectors.The radar cross section (RCS) of the full targets is measured by the monostatic radar system working at X waveband,of which the visual angle between the main beam and the flight direction is 40°.The results show that the ray radiation intensities of the models and flow field and the electromagnetic scattering characteristics depend on the flight speeds of the models and the chamber pressure.The ultraviolet radiation intensity is the same as their visible light radiation intensity.The difference of radiation intensity between 3-5 μm and 8-12 μm is within one order of magnitude.The ultraviolet radiation and visible radiation mainly come from the shock wave radiation,which do not present in the wake radiation at all.The intensity of infrared radiation of the wake in the range of 3-5 μm is higher and its duration is longer compared to that of 8-12 μm.The electromagnetic scattering energy mainly comes from the regions of the models surrounded by the flow field when the flight speed is lower,and the electromagnetic scattering energy of the wake is markedly strengthened when the flight speed is higher.The electromagnetic scattering energy mainly comes from the regions of the models surrounded by flow fields and wakes when the flight speed is high.The total RCS of wake is about one order of magnitude larger than that of the model surrounded by flow fields under certain conditions.【期刊名称】《兵工学报》【年(卷),期】2017(038)006【总页数】8页(P1223-1230)【关键词】兵器科学与技术;光辐射;电磁散射;弹道靶;流场;测量【作者】马平;石安华;杨益兼;于哲峰;孙良奎;黄洁【作者单位】中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所,四川绵阳621000;中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所,四川绵阳621000;中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所,四川绵阳621000;中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所,四川绵阳621000;中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所,四川绵阳621000;中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所,四川绵阳621000【正文语种】中文【中图分类】V411.7高超声速目标再入大气层或在临近空间飞行时，由于与空气的剧烈相互作用，将在目标表面形成激波层，目标驻点周围的气体温度最高可达8 000～10 000 ℃以上，高温使目标附近空气发生电离，形成等离子体鞘套和尾迹。
表面等离子体激元的原理与应用
材料研究与应用 2024，18（1）：81‐94Materials Research and ApplicationEmail ：clyjyyy@http ：//mra.ijournals.cn 表面等离子体激元的原理与应用王强1,陈泳竹2*（1.广东技术师范大学光电工程学院，广东 广州 510665； 2.广东技术师范大学研究生院，广东 广州 510665）摘要： 光与物质之间的相互作用，被视为光学应用的最基础物理问题。
由光与凝聚态物质之间的相互作用形成的表面等离子体激元（Surface Plasmon Polaritons, SPPs ），是一种新型的元激发准粒子，因其具有独特的色散和局域场增强特性引起广泛关注。
SPPs 器件打破了传统光学衍射限制，在纳米光子器件中有独特优势，应用于微纳光子学的前沿研究。
阐述了SPPs 的色散关系、激发方式、传播形式和物理性质，重点探讨了SPPs 在波导、近场光学、传感器、生物医疗、光子芯片、表面增强拉曼散射和太阳能电池等方面的应用，并提出了研究前景。
关键词： 表面等离子体激元；衍射极限；局域场增强；表面等离子体共振；亚波长光学应用；波导；光子芯片；原理中图分类号：O436 文献标志码： A 文章编号：1673-9981（2024）01-0081-14引文格式：王强，陈泳竹.表面等离子体激元的原理与应用［J ］.材料研究与应用，2024，18（1）：81-94.WANG Qiang ，CHEN Yongzhu.Principles and Applications of Surface Plasmon Polaritons ［J ］.Materials Research and Applica‐tion ，2024，18（1）：81-94.0 引言新世纪以来，计算机技术的迅猛发展和理论知识的不断创新，给人类生活带来极大便利的同时也加快了科学发展的脚步。
电子线路固有的发热现象和数据传输能力不足，极大地限制了计算机运行速度的大幅度提高。
激光等离子体光谱法定量分析土壤中元素Fe和Ti
激光等离子体光谱法定量分析土壤中元素Fe和Ti第27卷第1期2007年2月应用激光APPLlEDLAsERV oI.27,NO.1February2007激光等离子体光谱法定量分析土壤中元素Fe和Ti陈金忠,史金超,张晓萍(河北大学物理科学与技术学院,河北保定071002)提要利用高能量钕玻璃激光器(～lOJ),在o.8MPa的高压Ar气环境下激发诱导土壤等离子体,通过等离子体原子发射光谱法定量分析了国家标准土壤样品中元素Fe和Ti的含量.实验结果表明,在无光谱干扰的条件下,元素含量与光谱线强度之间有较好的线性关系;元素Fe和Ti的分析结果的相对标准偏差(RSD)分别为6.164和16.095,相对误差分别低于8.349和22.286.关键词激光诱导等离子体,高气压,光谱定量分析,土壤QuantitativeAnalysisofFeandTielementsinSoilsamplesusingLaser-inducedPlasmaSpec troscopyChenJinzhong,ShiJinchao,ZhangXiaoping (CollegeofPhysicsScienceandTechnology,HebeiUniversity,BaodingHebei,071002,Chi na)AbstractInthisexperiment,thes0ilplasmahasbeengeneratedusingahigh-energyneodymiu mglasslaserinAratmosphereathighpressureof0.8MPa'ThecontentofFeandTielementsinthenationalstandardsoilsamplesweremeasuredbyplasmaatomicemissionspectroscopy.Theresultsshowedthatthecontentoftheelementanditslineintensityhasabette rlinearrelationshipunderthecondi—tionwithoutanotherspectrum'sdisturbance.Therelativestandarddeviations(RSD)oftheele mentsFeandTiwerefoundtObe6.164and16.095respectively,andtherelativeerrorvalueswerelowerthan8.349and22.286sep arately.Keywordslaser-inducedplasma;highpressure;spectrumquantitativeanalysis;soil1引言近年来,激光诱导等离子体技术在薄膜淀积,表面可蚀和改性等许多方面得到了应用,利用激光等离子体光谱法检测物质成分也是一个重要的应用领域Ll].由于环境污染的日益严重,土壤质量出现了大面积蜕化的现象,这引起了国内外许多研究学者的高度重视.为建立土壤多元素成分同时测定的激光等离子体光谱分析法,国外对这方面已经开始了研究,并有了相关的报道.Y amamoto等[6利用声一光Q开关Nd:YAG激光器(1064rim,150ns,10mJ,6KHz),基于激光诱导击穿光谱学(LIBS)方法对钢铁,土壤等样品进行分析,测得钢铁中微量重金属元素Cr,Cu,Mn,Ni和非金属元素si的检出限在0.11～O.24范围内;土壤中Ba和sr的检出限分别为296ppm和52ppm.Gremers等口]用LIBS方法测定了土壤中Ba和Cr,元素含量分别为26和50ppm,RSD分别为6和2O9,6.然而,这些工作主要集中在1个大气压或低真空条件下环境气氛对等离子体的影响和光谱定性分析方面的研究,对于高气压环境下激光资助项目:河北省自然科学基金(A2006000951)资助土壤等离子体辐射特性和元素成分检测的研究尚未见报道.本文用高压Ar气环境下激光诱导等离子体原子发射光谱法,定量检测了土壤样品中元素Fe和Ti的含量,验证了这种方法的可行性.2实验条件2.1仪器与设备实验装置包括:NDZ一10型钕玻璃激光器(输出能量:0～25J,波长:1.06t~m,脉冲宽度:0.7ms),WDS-8组合光谱仪(光栅条数:1200L/mm,闪耀波长:250nm,波长范围:200～900nm),单透镜照明系统(1:1.5成像),数据采集处理系统等.装置框图如图1所示.图1实验装置框图Fig.1Schematicdiagramofexperimentalsetup一33—2.2实验样品制备为了满足光谱定量分析方法中选择内标元素的条件,在国家标准土壤粉末样品中加人光谱纯的MnO.,使各个样品中Mn元素的含量均为5.将掺杂后的粉末样品分别置于玛瑙钵中研磨3小时, 使其成为粒度约为200目的均匀样品,并利用HGY一15型压片机将其压制成圆形片状样品,操作条件为12MPa压强下保持五分钟.2.3实验方法与条件采用高能量钕玻璃脉冲激光器激发诱导土壤等离子体,重复脉冲为1次/3min,输出能量约10J.小能量的He—Ne激光器配合CCD作为监视系统,精确瞄准激光作用于样品表面的位置.实验中以掺杂后的土壤样品GBW07401,GBW07402,GBW 07410,GBW07411为标准系列,GBW07408设定为待测样品.样品室位于一个三维可调的平台上. 工作气体为高纯氩气,由样品室的输人和输出端的针阀控制气体流通,室内压强由压力表指示.2.4定量分析原理基于内标法原理的光谱定量分析公式嘲rlgR=lgII—blgC+lgA(1)J2式中R是分析线对的强度比,j,j.分别为分析线和内标线的谱线强度,A为常数,C为分析元素含--——34————WIgIG圄『v∞1WeIerIgIG&^ID7410量.选用MnI405.55nm为内标线,分别以I406.36nm/MnI405.55rim,TiI398.98nm/MnI405.55rim组成分析线对,其理由是:①通过配比Mn元素在各土壤样品中含量相等,符合内标法要求;②Mn元素与FP,T元素具有相近的熔,沸点,原子序数及理化性质接近;③Mn原子与FP,Ti原子的电离电位相近;④内标线MnI405.55nm与分析线FeI406.36nm,TiI398.98nm的激发电位相近,分别为5.2ev,4.6lev,3.12ev.⑤分析线对具有相近的波长,便于测量.分别测量出分析线与内标线的强度,然后求出它们的比值R,进而计算出待测样品中的元素含量.3数据采集和分析实验证明,环境气体对激光等离子体的形成有显着影响[9].随着样品室内环境气压的升高,对激光等离子体的"约束效应"增强,发光粒子密度增大, 辐射强度增大,有利于提高光谱检测灵敏度.本实验选定在0.8MPaAr气环境中激发诱导土壤等离子体,利用多功能组合式光栅光谱仪采集等离子体的发射光谱,部分光谱如图2所示.为了减小测量误差,对每个样品激发三次,测量计算出分析线对的相对强度之比并取平均,由数据作出校正曲线,如图3所示.WeIerlgG圄『v∞402WlaVeIer睁IhfnmG目『v叮411.n.B』!slJalu一.:耐吾!sI-eIIll口Wavelength/nmGB\/\^D7408图2土壤等离子体的发射光谱Fig.2Theemissionspectraofthesoilplasma1.TiI398.9763nm;2.MnI405.5543nm;3.FeI406.3596nm 从图2给出的各样品光谱可以看到,高能量脉冲激光在高压Ar气环境下可以激发土壤样品产生等离子体,而且原子发射谱线比较丰富.在等离子体光谱中,选择的Fe和Mn的分立谱线强度较强,一n06n砸Ⅷ而且背景辐射影响较弱;Ti的谱线强度相对较弱,而且在左边有光谱干扰,这将对测量数据产生一定的不利影响,尽管扣除了背景干扰..036也45=也翱也55LgC-FelajC-'13(a)(b)口图3元素Fe和Ti的拟合曲线Fig.3Thecalibrationcurvesfortheelements(a)Feand(b)Ti 从图3可以清楚地看到,元素Fe的拟合曲线较好,即4个标样的数据坐标点基本成一条直线,而Ti 的拟合曲线较差.分析认为,样品中元素Fe和Mn的含量较高,原子辐射较强,并且谱线分立无干扰,获得的测量数据准确;样品中元素Ti的含量较低,因此原子辐射较弱,又受到邻近谱线的干扰,所以测得的数据误差较大,用色散率大的光谱仪采谱会使这种结果得到改善.根据标准样品GBW07401,GBW07402,GBW 07410,GBW07411中元素含量和分析线对的强度比绘制出校正曲线,对待测样品GBW07408中分析元素含量进行测定.为了对分析结果的精确度和准确度作出判断,在确定的实验条件下测量5次,所得数据结果如表1所示.一35—Table.1Analysisresults光谱分析结果表明,土壤样品GBW07408中元素Fe和Ti的测定值与实际值的相对误差分别低于8.349和22.286,而方法的相对标准偏差(RSD)分别为6.164和16.0959/6.为了提高元素Ti的分析准确度,也可以适当提高激光等离子体的环境气体压力或是提高激光输出能量,同时减小光谱仪入射狭缝宽度,来获得Ti的较强而分立的光谱线.4结束语本实验采用高能量钕玻璃脉冲激光器,在高气压Ar气环境下作用于土壤样品诱导产生等离子体,通过采集等离子体的原子发射光谱并结合内标法定量分析了土壤中元素Fe和Ti的含量.实验结果证明, 在无光谱干扰的情况下,元素含量与光谱强度之间具有较好的线性关系,分析结果的准确度和精密度均较高.与其他物质成分分析技术相比,激光光谱分析方法简单易行,不需要复杂的样品制备过程,有希望实时实地快速监测土壤环境质量,对于耕地修复和提高粮食安全性具有重要的意义.参考文献EliTranM,etaI,App1.Spectrosc.,2001,55(6):739 [2]MultariRA,etaI,App1.Spectrosc.,1996,50(12):1483 E3]BiM,etaI,App1.Spectrosc.,2000,54(5):639[4]RonnyDH,etaI,App1.Spectrosc.,2004,58(7):770 Es]PardedeM,etaI,App1.Spectrosc.,2001,55(9):1229 [6]Y amamoto,etaI,App1.Spectrosc.,2005,59(9):1082[7]CremersDA,etaI,App1.Spectrosc.,1995,49(6):857E8]《发射光谱分析》编写组,发射光谱分析,冶金工业出版社,l977:265[9]史金超等,应用激光,2005,25(6):401(上接27页)当激光干扰机重复频率为(8)式时,如果(7)中矩阵元的分子分母的最大公约数L能被(9)式计算的k整除,则(7)中的矩阵元有也能被干扰.但由于制导信号的重复频率N对于不同的激光指示器是不同的,因此(9)式计算的k不一定能满足是L倍数的条件,因此干扰的可能性存在,但不确定.3.3对PCM码干扰有效性分析分析研究发现PCM码的前三个脉冲不可能出现At/Atz为7/7的情况,又由于PCM码是伪随机码的特例,显然激光干扰机的重复频率为(8)式时,对使用PCM码的LGW的干扰都是有效的.5结论综上所述,如果激光告警装置接收到连续的三个激光制导信号,对它们进行如(6)式的简单的信号处理,那么当激光干扰机的工作频率为(8)式时,则可以对使用PCM和伪随机码的激光制导武器进行有效干扰.对PCM码的干扰概率可以达到1,对伪随机码的干扰概率可达到95.此时激光干扰机的工作频率一般在1.2KHz附近.由于改进后的角度欺骗干扰技术信号处理简单,最多只需要接收到三个激光制导信号,因此可以在激光导引头识别出制导信号之前就可以对LGW进行干扰,即改进后的角度欺骗干扰技术可以有效的在LGW的搜索段对其进行干扰.参考文献[1]孙晓泉,吕跃广编着,激光对抗原理与技术[M],北京:解放军出版社,2000.[2]安化海,闫秀生,郑荣山,激光制导信号的编码分析及识别处理技术[J],光电对抗与无源干扰,第3期,1996.[3]V.E.Clark,JointTactics,Techniques,andProcedures forLaserDesignationOperations,ResearchReportof theJointChiefsofStaff,28May,1999.1-4]童忠诚,焦洋,孙晓泉,角度欺骗干扰中假目标布设问题研究[J],电子工程学院.第21卷,第l期,2002.。
基于受激布里渊散射的集成微波光子滤波器的研究
基于受激布里渊散射的集成微波光子滤波器的研究现代科学技术的高速发展给人们带来了更加美好的生活,尤其是步入信息时代以后,网络通信以及移动通信给人们之间的交流带来了极大的便利。
对于传统的通信系统,通常是基于电子电路的通信系统,我们称之为电学系统,随着现代通信技术的高速进步以及互联网的发展,信息量呈现爆炸性增长,于是对于通信系统也有了更高的要求。
传统的电学系统由于其特有的电学瓶颈,事实上无法满足现代大容量、高速度、高精确度的信息传输要求,于是微波光子学（Microwave photonics:MWP）应运而生,其是用光学方法来处理电学信号的一门综合学科。
受激布里渊散射（SBS）作为一种非线性光学效应,由于其可以在特定的频率处产生增益峰,因此被广泛应用于光学滤波系统中去,随着现代全光通信的兴起,集成微波系统受到越来越多的重视,研制出能够替代光纤的光学波导就成为了一种趋势,而集成微波光子滤波器作为集成光学器件的一种也受到了越来越多的重视。
本文介绍了微波光子学的发展以及SBS的基本理论,并对基于SBS的集成微波光子滤波器进行了详细的分析与设计。
首先从材料非线性、集成度以及制作工艺上对各种常见的集成波导材料进行分析,这些分析都是建立在SBS的基础之上的,主要看各种材料对SBS增益的加成大小,综合分析最终确定了以硫化砷作为波导的芯层材料,然后结合光场限制、声场限制以及声光耦合效率分析提出了半悬空的波导结构,芯层横截面边长为0.9μm,长度为3.9cm,支撑材料为二氧化硅,支撑物与芯层接触宽度为0.2μm,在此情况下SBS增益为54 dB,3dB线宽为8.2MHz。
然后分析了布拉格光栅的慢光延迟作用对光场能量的增强效果,通过严格计算布拉格光栅的周期以及调制深度使被增强的光波频率恰好落在硫化砷的SBS 增益峰处,此时的光栅周期为344.67nm,调制深度为10<sup>-4</sup>,由此使得SBS进一步增强,同时由于SBS增益与线宽的反比关系使得SBS线宽进一步降低,最终增益达到了58.5dB,3dB线宽为7.8MHz,波导的截面边长为0.9μm,长度为3.9cm,泵浦光功率为248mW,无论从SBS滤波性能、波导集成度还是能量利用率上都有较大的提升。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
您可能感兴趣的其他文章 Articles you may be interested in 霍尔推进器壁面材料二次电子发射及鞘层特性 Characteristics of wall materials secondary electron emission and sheath in Hall thruster 物理学报.2014, 63(8): 085204 /10.7498/aps.63.085204 电子温度对霍尔推进器等离子体鞘层特性的影响 Effect of electron temperature on the characteristics of plasma sheath in Hall thruster 物理学报.2013, 62(20): 205205 /10.7498/aps.62.205205 电子温度各向异性对霍尔推力器中等离子体与壁面相互作用的影响 Effect of electron temperature anisotropy on plasma-wall interaction in Hall thruster 物理学报.2012, 61(20): 205202 /10.7498/aps.61.205202 斜磁场作用下碰撞电负性等离子体鞘层的玻姆判据 Bohm criterion for a collisinal electronegative plasma sheath in an oblique magnetic field 物理学报.2012, 61(15): 155204 /10.7498/aps.61.155204 等离子体浸没离子注入非导电聚合物的适应性及栅网诱导效应的研究 The study on adaptability and effect of mesh-inducing for plasma immersion ion implantation on nonconductor polymer 物理学报.2012, 61(15): 155206 /10.7498/aps.61.155206
物 理 学 报 Acta Phys. (2015) 205205
激波风洞设施中的等离子体包覆目标 电磁散射实验研究∗
金铭 1) 韦笑 1) 吴洋 1) 张羽淮 2)†
100854) 100190)
余西龙 2)
1) (电磁散射重点实验室, 北京
2) (中国科学院力学研究所, 高温气体动力学国家重点实验室, 北京
高速飞行器进入大气层时, 摩擦周围气体产生 解离甚至电离等一系列复杂的物理化学反应, 使 得飞行器周围形成了一个由离子和电子组成的等 离子鞘, 对再入飞行器的通信、 探测造成阻碍和困 [1,2] 难 . 一定浓度的等离子体可以对电磁波产生吸 收、 折射或反射的效果, 进而影响飞行器天线辐射 和整体的电磁散射特性. 20 世纪 60 年代, 等离子鞘 造成的再入通信黑障问题就受到关注 [1,2] ; 随后, 对 等离子鞘改变飞行器电磁散射的现象开展了持续 的研究 [3,4] . 除去成本极高的飞行试验, 理论与数值分析和 地面模拟实验是研究等离子鞘中电磁传播及其散 射特性的重要手段. 理论与数值分析方面的研究, 近年来已从均匀等离子体中电磁效应分析进展到 对复杂分布等离子鞘的全数值计算. 文献 [5] 结合 流体与电磁数值方法, 计算了等离子鞘及尾迹对高 速锥体目标雷达散射截面 (RCS) 的影响; 文献 [6] 计算了不同飞行参数下的电磁散射, 并分析了不同
( 2014 年 12 月 22 日收到; 2015 年 6 月 19 日收到修改稿 )
利用 JF10 高焓激波风洞设施, 进行了等离子鞘包覆目标的电磁散射测量实验. 基于矢量网络仪的步进扫 频体制, 在 C 波段进行实验, 观测到等离子鞘对目标雷达散射截面 (radar cross section, RCS) 的影响. 并且, 目标散射测量值中直接体现了激波风洞的高速气流状态信息: 气流前段会造成散射回波的剧烈变化且稳定性 差, 持续 0.5—1 ms; 激发的等离子鞘有效持续时间仅约为 2 ms, 衰减了目标 RCS 回波.
关键词: 等离子鞘, 激波风洞, 电磁散射, 实验测量 PACS: 52.40.Kh, 41.20.Jb, 42.68.Mj DOI: 10.7498/aps.64.205205
通信频段的黑障现象; 文献 [7] 分析了等离子鞘层
1 引
言
中的电磁波传播, 讨论了利用 “磁窗” 消弱黑障的可 行性; 文献 [8, 9] 研究了等离子鞘层对卫星定位信 号的扰动, 包括信号波形畸变、 去极化效应等. 此 外, 文献 [10—12] 研究了电磁全波数值算法在非均 匀等离子体建模中的加速途径. 文献 [13—17] 则对 非均匀等离子体影响目标电磁散射的作用机理开 展研究, 包括衰减、 折射、 低反射特性等, 并讨论了 其在 RCS 减缩中的应用. 地面模拟手段的完善对等离子鞘中的电磁效 应研究具有重要价值, 实验数据的积累可为数值仿 真提供验证, 为理论研究提供依据 [18,19] . 近年来, 中国空气动力研究中心基于弹道靶设施, 模拟飞行 器的再入气动环境, 针对球体、 锥体等简单目标开 展了一系列雷达测量实验, 在 X 及 Ka 波段对目标 本体及激发尾迹的散射进行了对比分析 [20−22] , 测 量结果中目标本体的散射贡献更为显著. 弹道靶的 优势在于可以对目标尾迹的散射进行测量. 但其规 模大、 费用高, 被测目标自由飞行而姿态难以控制, 要求尺寸小且形状简单.
激波风洞设施中的等离子体包覆目标电磁散射实验研究 金铭 韦笑 吴洋 张羽淮 余西龙 Backscattering measurements of plasma coated target in high-enthalpy wind tunnel Jin Ming Wei Xiao Wu Yang Zhang Yu-Huai Yu Xi-Long 引用信息 Citation: Acta Physica Sinica, 64, 205205 (2015) DOI: 10.7498/aps.64.205205 在线阅读 View online: /10.7498/aps.64.205205 当期内容 View table of contents: /CN/Y2015/V64/I20